[實(shí)用新型]PEMFC及其陰極流場(chǎng)板、雙極板

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720644568.6
• 申請(qǐng)日: 2017-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207149631U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余意;鐘華壽;陳駿;陳雪松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M8/0258
• 分類(lèi)號(hào): H01M8/0258;H01M8/0202;H01M8/10
• 代理公司: 北京信遠(yuǎn)達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11304
• 代理人: 魏曉波

1.一種PEMFC的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，包括：

若干間隔排列的氧化劑氣體通道，所述氧化劑氣體通道位于所述陰極流場(chǎng)板的第一表面；

至少一個(gè)水通道，與所述第一表面在所述陰極流場(chǎng)板的厚度方向上存在間距，所述水通道在所述氧化劑氣體通道的排列方向上位于相鄰兩個(gè)所述氧化劑氣體通道之間；

所述陰極流場(chǎng)板由多孔材料板制成，并適于使所述PEMFC的生成水在差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)的作用下自所述第一表面穿過(guò)所述陰極流場(chǎng)板進(jìn)入所述水通道內(nèi)。

2.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述陰極流場(chǎng)板的孔隙在自所述水通道指向所述第一表面的方向上減小。

3.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述水通道位于所述陰極流場(chǎng)板的第二表面上，所述第一表面與第二表面在所述厚度方向上背對(duì)設(shè)置。

4.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道、水通道在所述排列方向上交錯(cuò)設(shè)置。

5.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道設(shè)計(jì)縱向蜿蜒結(jié)構(gòu)。

6.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述多孔材料板為金屬纖維多孔材料板。

7.如權(quán)利要求6所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述金屬纖維多孔材料為纖維燒結(jié)氈或纖維編織網(wǎng)。

8.如權(quán)利要求6所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述金屬纖維多孔材料板材質(zhì)為不銹鋼或銅合金；

所述陰極流場(chǎng)板的參數(shù)包括：孔隙率為70％至85％，透氣度為40L/(min·dm2)至100L/(min·dm2)，在所述厚度方向上的電阻率為50μΩ·cm至80μΩ·cm，在垂直于所述厚度方向的方向上的熱導(dǎo)率為 15W/(m·K)至21W/(m·K)，屈服強(qiáng)度為200MPa以上，抗拉強(qiáng)度為400MPa以上。

9.如權(quán)利要求5所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述陰極流場(chǎng)板為沖壓成型板、軟膜成型板、液壓膨脹成型板或粉末冶金成型板。

10.如權(quán)利要求1所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述氧化劑氣體通道具有進(jìn)口和出口，所述進(jìn)口供所述氧化劑氣體送入，所述出口供多余的所述氧化劑氣體排出；

所述第一表面包括凹凸面，所述凹凸面由若干在自所述進(jìn)口指向所述出口的方向上交錯(cuò)設(shè)置的凸面和凹面相連而成。

11.如權(quán)利要求10所述的陰極流場(chǎng)板，其特征在于，所述凹凸面在垂直于所述排列方向的平面上的投影呈正弦曲線狀。

12.一種PEMFC的雙極板，其特征在于，包括：

陽(yáng)極流場(chǎng)板，設(shè)有若干間隔排列的燃料氣體通道；

權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的陰極流場(chǎng)板；

絕緣隔板，位于所述陽(yáng)極流場(chǎng)板與陰極流場(chǎng)板之間，所述絕緣隔板與所述陽(yáng)極流場(chǎng)板、陰極流場(chǎng)板均固定。

13.一種PEMFC，其特征在于，包括堆疊設(shè)置的若干電池單元，所述電池單元包括：依次堆疊設(shè)置的陽(yáng)極流場(chǎng)板、陽(yáng)極氣體擴(kuò)散層、質(zhì)子交換膜、陰極氣體擴(kuò)散層以及權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的陰極流場(chǎng)板；

所述陽(yáng)極流場(chǎng)板設(shè)有若干間隔排列的燃料氣體通道；

所述陰極流場(chǎng)板的所述第一表面與所述陰極氣體擴(kuò)散層接觸，且所述陰極流場(chǎng)板與陰極氣體擴(kuò)散層之間形成差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)，以使所述PEMFC的生成水自所述第一表面穿過(guò)所述陰極流場(chǎng)板進(jìn)入所述水通道內(nèi)。

14.如權(quán)利要求13所述的PEMFC，其特征在于，同一所述電池單元內(nèi)的所述陰極流場(chǎng)板的孔隙大于陰極氣體擴(kuò)散層的孔隙，以形成差動(dòng)毛細(xì)效應(yīng)。

15.如權(quán)利要求13所述的PEMFC，其特征在于，所述氧化劑氣體通道具有進(jìn) 口和出口，所述進(jìn)口供所述氧化劑氣體送入，所述出口供多余的所述氧化劑氣體排出；

所述第一表面包括凹凸面，所述凹凸面由若干在自所述進(jìn)口指向所述出口的方向上交錯(cuò)設(shè)置的凸面和凹面相連而成；

所述陰極流場(chǎng)板的所述凹凸面與陰極氣體擴(kuò)散層圍成腔室，所述腔室與所述氧化劑氣體通道連通。

16.如權(quán)利要求13所述的PEMFC，其特征在于，所述電池單元還包括絕緣隔板，定義所述PEMFC中任意相鄰的兩個(gè)所述電池單元分別為第一電池單元、第二電池單元；

所述絕緣隔板位于所述第一電池單元的所述陰極流場(chǎng)板與所述第二電池單元的所述陽(yáng)極流場(chǎng)板之間，并與所述陰極流場(chǎng)板、陽(yáng)極流場(chǎng)板固定。